[計算機]windows操作系統(tǒng)課件_第3章調度-展示頁
2025-01-28 17:13本頁面
【正文】 9:10 平均周轉時間 T=(1+1++)/4= 平均帶權周轉時間 W=(1+2++7.)/4= 短作業(yè)優(yōu)先算法 次序 提交 運行 等待 開始 完成 周轉 帶權周轉 1 8:00 1 0 3 9:00 0 4 9:10 2 8:50 平均周轉時間 T=(1+++)/4= 平均帶權周轉時間 W=(1+1+2+.)/4= HRN 次序 提交 運行 等待 開始 完成 周轉 帶權周轉 1 8:00 1 0 2 8:50 4 9:10 3 9:00 平均周轉時間 T=(1+1++)/4= 平均帶權周轉時間 W=(1+2+5+4.)/4=3 例 2 ? 假設作業(yè)在時刻 0以 5的順序到達。 – 過短－ 用戶的一次請求需要多個時間片才能處理完，上下文切換次數(shù)增加，響應時間長。同時系統(tǒng)選擇另一個進程運行 本算法主要用于 微觀調度 ，說明怎樣并發(fā)運行，即 切換的方式 ；設計目標是提高 資源利用率 。 – HRN是對 FCFS方式和 SJF方式的一種綜合平衡。 – HRN的吞吐量小于 SJF， 由于長作業(yè)也有機會投入運行，在同一時間內處理的作業(yè)數(shù)顯然要少于SJF法。 有可能使得那些長作業(yè)永遠得不到調度執(zhí)行 3 響應比高者優(yōu)先（ Highest Responseratio Next ，HRN)方式 ? 響應比 R＝ (W+T)／ T＝ 1+W／ T T： 為估計需要的執(zhí)行時間 W： 在后備狀態(tài)隊列中的等待時間 T+W:響應時間 ? 作業(yè)調度時，系統(tǒng)計算每個作業(yè)的響應比，選擇 R最大者投入執(zhí)行。 N個作業(yè)的平均周轉時間 T=（ T1 + T2 + … + T N） /N – 帶權周轉時間： 周轉時間 Ti可分解為兩部分，即 Ti＝ Twi+Tri 這里， Twi主要指作業(yè) i由后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)的等待時間，它不包括作業(yè)進入執(zhí)行狀態(tài)后的等待時間； Tri指作業(yè) i的執(zhí)行時間。 ? 設備利用率 ：輸入輸出設備的使用情況，在有些要求 I／ O處理能力強 (如管理信息系統(tǒng) )的系統(tǒng)中，高的設備利用率也是一個衡量調度策略好壞的重要指標。 ? 吞吐量 ：指在給定的時間內，一個計算機系統(tǒng)所完成的總工作量 (作業(yè)數(shù) )。其結果是系統(tǒng)開銷增加，資源利用率下降。這對那些估計執(zhí)行時間長的作業(yè)不公平，并且可能使它們的得不到調度執(zhí)行或響應時間很長。 ? 調度目標： 一般來說，調度目標主要是以下四點 (1)公平合理：對所有作業(yè)應該是公平合理的； (2)高利用率：應使設備有高的利用率， (3)吞吐量大：每天執(zhí)行盡可能多的作業(yè)； (4)響應迅速：有快的響應時間。計算機要完成一個任務實體，必須要有一個以上的執(zhí)行實體。第三章 進程和處理器管理 處理器調度概述 處理機調度的四個層次 執(zhí)行 等待 就緒 等待 就緒 完成 狀態(tài) 收容 狀態(tài) 進程調度 交換調度 作業(yè)調度 內存 外存 線程調度 高級調度： 作業(yè)調度 中級調度： 交換調度 低級調度： 進程調度 線程調度 作業(yè)與進程的關系 ? 作業(yè)可被看作是用戶向計算機提交任務的任務實體，例如一次計算、一個控制過程等。 ? 進程則是計算機為了完成用戶任務實體而設置的執(zhí)行實體，是系統(tǒng)分配資源的基本單位。也就是說，一個作業(yè)總是由一個以上的多個進程組成的。 ? 任一調度算法要想同時滿足上述目標是不可能的： 1）如要想吞吐量大，調度算法就應選擇那些估計執(zhí)行時間短的作業(yè)。 2）如果考慮的因素過多，調度算法就會變得非常復雜。 衡量調度策略的常用指標 ? 周轉時間 ：指將一個作業(yè)提交給計算機系統(tǒng)后到該作業(yè)的結果返回給用戶所需要的時間。 ? 響應時間 ：指從用戶向計算機發(fā)出一個命令到計算機把相應的執(zhí)行結果返回給用戶所需要的時間。 – 周轉時間： 作業(yè) i的周轉時間 Ti為 Ti＝ TeiTsi 其中 Tei為作業(yè) i的完成時間； Tsi為作業(yè)的提交時間。 帶權周轉時間 是作業(yè)周轉時間與作業(yè)執(zhí)行時間的比： Wi＝ Ti／ Tri N個作業(yè)的平均帶權周轉時間 W＝ (W1 + W2 + … + W N)/N ? 常用作業(yè)調度算法 1 先來先服務（ First e first serve,FCFS） 方式： 執(zhí)行時間很短的作業(yè)是在那些長作業(yè)的后面到達系統(tǒng)的話，則必須等待很長時間 2 短作業(yè)優(yōu)先 (Shortest Job first， SJF)方式 選擇那些估計需要執(zhí)行時間最短的作業(yè)投入執(zhí)行，為它們創(chuàng)建進程和分配資源。 – 長作業(yè)有機會獲得調度執(zhí)行 (隨著它等待時間的增加， W／ T也就隨著增加 )。 – 系統(tǒng)開銷增加：每次調度前要計算響應比。 時間片輪轉程序調度算法 (RR） 把 CPU劃分成若干時間片 ,并且按順序賦給就緒隊列中的每一個進程，進程輪流占有 CPU， 當時間片用完時，即使進程未執(zhí)行完畢，系統(tǒng)也剝奪該進程的 CPU， 將該進程排在就緒隊列末尾。 其基本思路是通過 時間片輪轉 ，提高進程 并發(fā)性 和 響應時間 特性，從而提高 資源利用率 ； 時間片長度的確定 ? 時間片長度變化的影響 – 過長－ 退化為 FCFS算法，進程在一個時間片內都執(zhí)行完，響應時間長。 ? 時間片長度的影響因素： – 就緒進程的數(shù)目：數(shù)目越多，時間片越小（當響應時間一定時） – 系統(tǒng)的處理能力：應當使用戶輸入通常在一個時間片內能處理完，否則使響應時間，平均周轉時間和平均帶權周轉時間延長。 ? 用 FCFS\RR\SJF\非剝奪優(yōu)先級法 作業(yè) 執(zhí)行時間 優(yōu)先級 1 10 3 2 1 1 3 2 3 4 1 4 5 5 2 FCFS 次序 運行 等待 開始 完成 周轉 帶權周轉 1 10 0 0 10 10 1 2 1 10 10 11 11 11 3 2 11 11 13 13 4 1 13 13 14 14 14 5 5 1
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